河北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---机械能与功
一.选择题(共15小题)
1.(2021 定兴县一模)下列物体既具有动能又具有势能的是( )
A.被拉开的弹弓
B.悬挂在天花板上静止着的吊灯
C.在水平公路上行驶的汽车
D.在空中飞行的飞机
2.(2023 新华区校级模拟)2021年5月15日,中国火星探测器“天问一号”成功着陆火星,如图所示为巡视器减速下降到火星表面的过程,下列关于它的机械能变化情况分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
3.(2023 安次区校级模拟)关于功和功率的说法中正确的是( )
A.物体沿力的方向移动的距离越多则力做的功就越多
B.力做的功越多,力的功率就越大
C.力做的功越快,力的功率就越大
D.做功时间越长,做功越大
4.(2022 石家庄模拟)如图所示,图中速度v的方向是小强同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。对从球出手到落地前的过程,下面关于机械能的一些说法中不正确的是(空气阻力忽略不计)( )
A.球出手时重力势能最大
B.球到达最高点时动能最小
C.下落过程中,重力势能转化为动能
D.整个过程中,球的机械能保持不变
5.(2022 龙岗区校级模拟)如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变
C.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功
D.小球通过M、N两点时的速度大小相等
6.(2021 迁安市二模)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点,不考虑空气阻力,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小石块减少的重力势能全部转化为动能
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的动能先增大后减小
D.小石块在C点时受平衡力的作用,橡皮筋的弹性势能最大
7.(2021 丰润区模拟)如图所示是小朋友荡秋千的情景,下列说法正确的是( )
A.从最高点荡到最低点的过程中,木板的支持力对人做了功
B.从最高点荡到最低点的过程中,绳子的拉力对人做了功
C.从最高点荡到最低点的过程中,重力对人做了功
D.从最低点荡到最高点瞬间若所有力都消失,则人将做匀速直线运动
8.(2021 石家庄模拟)下列对知识的归纳总结正确的是( )
选项 归纳总结
A 所有固体都有确定的熔点
B KNO3和(NH4)2HPO4都是复合肥
C 氯化钠和金刚石都是由离子构成的
D 高处的物体比低处的物体的重力势能大
A.A B.B C.C D.D
9.(2023 安次区校级模拟)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的图像分别是图乙中的图线①、②,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,则( )
A.F1>F2,P1>P2 B.F1=F2,P1>P2
C.F1>F2,P1=P2 D.F1=F2,P1=P2
10.(2023 固安县一模)如图所示,图甲为惊险刺激的过山车,图乙是模拟过山车运动的过程,小球从A处由静止释放沿轨道先后经过B、C,最后停在D处。下列说法正确的是( )
A.小球从A到C的过程中重力势能不断减小
B.小球从B到C的过程中机械能守恒
C.小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力是一对相互作用力
D.小球最终停在D点,此时小球的惯性最小
11.(2022 承德一模)许多人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点。下列有关卫星的说法中正确的是( )
A.卫星从近地点运行到远地点,势能不断转化为动能
B.卫星在运行过程中受力不平衡,但机械能总量恒定
C.卫星运行到远地点时若所有外力全部消失,卫星将静止不动
D.地球同步卫星相对于地球是运动的
12.(2022 威县模拟)成语“水滴石穿”比喻力量虽小,但只要坚持,功到自然成。下列说法中正确的是( )
A.水滴改变了石头的运动状态
B.水滴下落过程中重力没有对水滴做功
C.水滴加速下落,受到一组平衡力作用
D.水滴加速下落,重力势能转化为动能
13.(2021 丰润区一模)推理是学习理化知识的一种重要方法。下列推理合理的是( )
A.酸雨中含有酸,所以引起酸雨的二氧化硫和二氧化氮都是酸
B.同种元素的原子和离子中质子数相同,所以质子数相同的粒子一定属于同种元素
C.对物体做功,需要对物体施加力,所以只要物体受到了力,该力就一定对物体做功
D.在水平面上运动的小车,受到的阻力越小,运动距离越远,所以如果小车不受阻力,将一直运动下去
14.(2023 桃城区三模)2023年1月26日,世界乒乓球职业大联盟(WTT)支线赛多哈站结束,中国队包揽了五个单项冠军,如图是我国运动员在比赛中高抛发球时的情景,则下列有关说法正确的是( )
A.乒乓球在上升过程中,重力势能转化为动能
B.乒乓球从最高点下落的过程中,重力势能减少,动能变大,机械能保持不变
C.乒乓球落向桌面,撞击桌面时,动能转化为弹性势能
D.乒乓球离开球拍恢复原状的过程中,动能转化为重力势能
15.(2022 秦皇岛模拟)如图为2022年北京冬奥会中的部分项目,下列说法正确的是( )
A.跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C.花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是平衡力
二.填空题(共8小题)
16.(2021 桥东区模拟)如图所示为某园区内一家公司自主研发的配送机器人,该机器人能够自主导航、自主坐电梯、绕开动态障碍物等,将餐食送达指定地点。电梯匀速上升时,机器人的机械能将 ;餐食被取走后,机器人沿水平地面匀速返回的过程中,地面对它的摩擦力与之前相比将 (后两空选填“增大“减小”或“不变”)。
17.(2022 新华区校级一模)2019年09月28日中国女排10战10胜提前夺得世界杯冠军,中国队成为世界杯历史上第一支五冠王球队,称霸世界。比赛中朱婷屡屡扣球成功,扣球后排球在重力作用下加速落向地面,说明力可以改变物体的 ;朱婷扣球时,身体上升过程中动能转化为 ;此时以球网为参照物,球员是 的。
18.(2022 新华区校级模拟)2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号火箭在酒泉发射,火箭加速上升的过程中载人飞船的机械能 (选“变大”“变小”或“不变”),以火箭为参照物,载人飞船是 的。
19.(2021 保定模拟)如图所示为游乐园的过山车运行的情境,过山车从高处加速滑下的过程中,它的重力势能 ,动能 (选填“增加”或“不变”或“减少”)。
20.(2022 邢台一模)中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。“歼﹣10”战机在加油过程中,与加油机沿同一方向以相同的速度水平飞行如图所示,若以 为参照物,认为加油机是运动的。给“歼﹣10”战机加油过程中,战机的机械能 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。
21.(2023 秦皇岛一模)2021年8月5日,中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军,如图甲所示,在下落过程中忽略空气阻力,全红婵只受 力作用,她的重力势能转化为 能。2022年2月16日,中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军,如图乙所示,他离开大跳台后由于 仍能在空中继续“飞行”。
22.(2023 新华区校级模拟)如图所示,斜面与水平面在M点相连,弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后最高点返回到T点。小物块从P向M运动过程中,机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能 (选填“最大”或“最小”);小物块到达T点时,机械能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)零。
23.(2023 安次区校级模拟)如图所示,将一个重为10N的木块沿斜面匀速向上拉至顶端,用时10s,拉力为8N,斜面长10m,斜面高5m。则拉力做功为 J,克服重力做功为 J,拉力的功率为 W。
三.实验探究题(共3小题)
24.(2022 承德一模)给你两个空易拉罐、一根吸管、一些橡皮筋、一个小铁块、一些细线、剪刀,能做出哪些蕴含物理知识的小制作呢?
(1)小华同学做了一个能自动回转的“魔罐”,如图所示,在一个易拉罐的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入易拉罐中,橡皮筋两端穿过小洞固定起来。当你将易拉罐从不太陡的斜面滚下时,易拉罐滚下斜面后停下来,接着会出现的现象是 ;这是因为滚下时易拉罐和铁块的动能先转化为橡皮筋积蓄的 能,之后又转化为易拉罐和铁块的动能。
(2)请你用给出的实验器材设计一个实验探究流体流速与压强的关系:实验设计及过程(可画图说明并有适当的文字注释): ;实验结论: 。
25.(2021 遵化市模拟)小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时,选用下列实验器材:一块厚泡沫,三个相同的铁钉,三个铝块A、B和C(质量为mA=mB<mC),他做了如下实验:将铁钉插入泡沫的相同深度,分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉,铁钉进入泡沫如图所示。
(1)在这个实验中,可以通过观察 来比较铝块重力势能的大小。
(2)甲、乙实验说明 ;比较 实验的情况,说明铝块位置相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
(3)分析上述实验,得出的结论是: ,它的重力势能越大。
26.(2023 晋州市模拟)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图中①②③所示:
(1)让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,可使小车到达水平面时的速度相同,小车每次都滑到水平面上运动,小车在竖直方向上受到的重力和 是一对平衡力,其作用效果相互抵消,相当于小车只受阻力的作用;
(2)分析小车运动情况可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越 。进一步推理分析得出,若小车不受任何力,将 ,说明力 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因;
(3)完成上面的实验后,同学们还想探究“物体的动能与哪些因素有关”,实验过程如图中④⑤所示,让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,这是探究小车的动能和 的关系;实验中通过 (选填“小车移动的距离”、“木块移动的距离”或“木块移动的速度”)来判断其动能的大小。
河北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---机械能与功
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2021 定兴县一模)下列物体既具有动能又具有势能的是( )
A.被拉开的弹弓
B.悬挂在天花板上静止着的吊灯
C.在水平公路上行驶的汽车
D.在空中飞行的飞机
【考点】动能和势能的概念.
【专题】机械能及其转化.
【答案】D
【分析】(1)影响动能大小的因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;
(2)影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大;
(3)影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度。弹性形变程度越大,弹性势能就越大。
【解答】解:A、被拉开的弹弓,因为发生了弹性形变,所以只具有弹性势能,故A错误;
B、静止的吊灯,因为有高度,所以只有重力势能,故B错误;
C、在水平公路上行驶的汽车,因为运动,所以只具有动能,故C错误;
D、空中飞行的飞机,因为运动,所以具有动能,因为有高度所以具有重力势能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了动能和势能的概念,属于基本内容,比较简单。
2.(2023 新华区校级模拟)2021年5月15日,中国火星探测器“天问一号”成功着陆火星,如图所示为巡视器减速下降到火星表面的过程,下列关于它的机械能变化情况分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
【考点】动能和势能的转化;机械能的概念.
【专题】应用题;机械能及其转化;应用能力.
【答案】D
【分析】影响动能的因素有物体质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大;影响重力势能的因素有质量和高度,高度越高、质量越大,重力势能越大;机械能是动能和势能的总和。
【解答】解:巡视器减速下降过程中,其质量不变,速度变慢,故动能变小;同时其质量不变,高度变小,所以重力势能变小;机械能等于动能与重力势能之和,故机械能减小,故D正确。
故选:D。
【点评】知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
3.(2023 安次区校级模拟)关于功和功率的说法中正确的是( )
A.物体沿力的方向移动的距离越多则力做的功就越多
B.力做的功越多,力的功率就越大
C.力做的功越快,力的功率就越大
D.做功时间越长,做功越大
【考点】功率的概念与单位;功的概念与单位.
【专题】功、功率、机械效率;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)做功多少等于力和距离的乘积。
(2)功率等于单位时间内做功的多少,反映做功快慢的物理量。
【解答】解:A、做功多少等于力和距离的乘积,物体沿力的方向移动的距离多,但不知道力的大小,所以不能确定力做功的多少,故A错误;
BD、根据功率的公式P=,功率的大小同时由物体做的功和做功所用的时间决定,故BD错误;
C、功率是反映做功快慢的物理量,力做的功越快,功率越大,故C正确;
故选:C。
【点评】此题考查功、功率和机械效率的大小比较,关键是准确理解功、功率的概念,难度不大。
4.(2022 石家庄模拟)如图所示,图中速度v的方向是小强同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。对从球出手到落地前的过程,下面关于机械能的一些说法中不正确的是(空气阻力忽略不计)( )
A.球出手时重力势能最大
B.球到达最高点时动能最小
C.下落过程中,重力势能转化为动能
D.整个过程中,球的机械能保持不变
【考点】机械能的转化;动能大小的比较;势能大小的比较;机械能的概念.
【专题】应用题;机械能及其转化;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)重力势能大小的影响因素:质量、高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(3)不计空气摩擦时,机械能是守恒的。
【解答】解:AB、从球出手到落地的过程中,球先上升后下降,上升过程中,动能转化为重力势能,最高点时,竖直方向的动能为零,重力势能最大,故A错误,B正确;
C、下降过程中,重力势能转化为动能,重力势能减小,动能变大,当到达最低点时,速度最大,动能最大,整个过程动能先减小后最大,重力势能先增大后减小,故C正确;
D、不计空气摩擦,动能和重力势能的总和机械能不变,故D正确。
故选:A。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素以及能量间的转化是解决问题的关键。
5.(2022 龙岗区校级模拟)如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变
C.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功
D.小球通过M、N两点时的速度大小相等
【考点】机械能的转化;力是否做功的判断.
【专题】应用题;功、功率、机械效率;机械能及其转化;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)根据P、Q的位置分析机械能的变化;动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关;机械能为动能和势能的和;
(2)做功包含两个必要因素:作用在物体上的力和在力的方向上通过的距离。
【解答】解:
AB、由图可知,小球从P点由静止释放,能到达最右侧的Q点,Q点的高度要小于P点的高度,则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能,小球的速度为0,动能为0,则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能,这说明小球在运动的过程中,机械能变小了;小球在左侧斜面向下运动的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,由于机械能逐渐变小,所以重力势能没有全部转化为动能,故AB错误;
C、小球从P点向Q点运动的过程中,没有在支持力的方向上通过距离,所以支持力不做功,故C正确;
D、小球通过M、N两点时,高度相同,质量不变,则重力势能相同,由于机械能逐渐变小,则M点的机械能要大于N点的机械能,所以M点的动能要大于N点的动能,即M点的速度大于N点的速度,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了机械能的相互转化的相关知识,明确机械能不守恒是解题的关键。
6.(2021 迁安市二模)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点,不考虑空气阻力,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小石块减少的重力势能全部转化为动能
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的动能先增大后减小
D.小石块在C点时受平衡力的作用,橡皮筋的弹性势能最大
【考点】机械能的转化;动能和势能的转化.
【专题】应用题;机械能及其转化;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;
在BC段受到橡皮筋的拉力作用:当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落。
(2)影响动能的因素有:质量和速度;
影响重力势能的因素有:质量和高度;
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大。
【解答】解:
小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;
在BC段受到橡皮筋的拉力作用,过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大。当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落。
A、从A点到C点运动过程中小石块的重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能,故A错误;
B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置,所以在AB段,橡皮筋对小石块没有弹力,故B错误;
C、从B点下落到C点的过程中,小石块速度先加速后减速,故C正确;
D、BC过程中小石块先加速后减速,减速过程中是因为弹力大于重力,C点是下落的最低点,此时小石块虽然速度为0,到达C点后小石块会改变运动状态向上运动,故C点时受到并不是平衡力;此时的橡皮筋的弹性形变程度最大,弹性势能最大,故D错误。
故选:C。
【点评】物体受到的合力方向和物体运动方向相同时,物体处于加速状态;物体受到的合力方向和物体运动方向相反时,物体处于减速状态。
7.(2021 丰润区模拟)如图所示是小朋友荡秋千的情景,下列说法正确的是( )
A.从最高点荡到最低点的过程中,木板的支持力对人做了功
B.从最高点荡到最低点的过程中,绳子的拉力对人做了功
C.从最高点荡到最低点的过程中,重力对人做了功
D.从最低点荡到最高点瞬间若所有力都消失,则人将做匀速直线运动
【考点】力是否做功的判断;力与运动的关系.
【专题】应用题;运动和力;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】C
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);二者缺一不可;
物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:
A、从最高点荡到最低点的过程中,没有在木板的支持力的方向上通过距离,所以不做功,故A错误;
B、从最高点荡到最低点的过程中,没有在拉力的方向上通过距离,所以不做功,故B错误;
C、从最高点荡到最低点的过程中,在重力的方向上通过了距离,重力对人做了功,故C正确;
D、从最低点荡到最高点瞬间,处于静止状态,若所有力都消失,则人将静止,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法和牛顿第一定律的应用,属于基础知识,要熟记。
8.(2021 石家庄模拟)下列对知识的归纳总结正确的是( )
选项 归纳总结
A 所有固体都有确定的熔点
B KNO3和(NH4)2HPO4都是复合肥
C 氯化钠和金刚石都是由离子构成的
D 高处的物体比低处的物体的重力势能大
A.A B.B C.C D.D
【考点】势能大小的比较;熔点和凝固点的概念.
【专题】其他综合题;应用能力.
【答案】B
【分析】A、根据非晶体没有固定熔点分析;
B、根据复合肥的特点考虑;
C、根据物质的构成微粒考虑;
D、影响重力势能大小的因素是质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解A、非晶体没有固定的熔点,故A错误;
B、KNO3中含有钾元素和氮元素,属于复合肥;(NH4)2HPO4中含有氮元素和磷元素,属于复合肥,故B正确;
C、氯化钠是由氯离子和钠离子构成的,金刚石是由原子构成的,故C错误;
D、影响重力势能大小的因素是质量和高度,高处的物体高度大,但是质量无法确定,所以重力势能也无法确定,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的知识点比较多,但都是基础的知识点,难度不大。
9.(2023 安次区校级模拟)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的图像分别是图乙中的图线①、②,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,则( )
A.F1>F2,P1>P2 B.F1=F2,P1>P2
C.F1>F2,P1=P2 D.F1=F2,P1=P2
【考点】比较功率的大小;摩擦力大小的影响因素;二力平衡条件的应用.
【专题】运动和力;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
(3)根据P==Fv判断拉力的功率。
【解答】解:(1)木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2。
(2)从图象中可以判断出,第②次的运动速度v较小,根据公式P==Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。
故选:B。
【点评】本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动,匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系,根据P=Fv判断功率大小的变化。
10.(2023 固安县一模)如图所示,图甲为惊险刺激的过山车,图乙是模拟过山车运动的过程,小球从A处由静止释放沿轨道先后经过B、C,最后停在D处。下列说法正确的是( )
A.小球从A到C的过程中重力势能不断减小
B.小球从B到C的过程中机械能守恒
C.小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力是一对相互作用力
D.小球最终停在D点,此时小球的惯性最小
【考点】机械能守恒条件;惯性与惯性现象;平衡力与相互作用力的辨别;动能和势能的转化.
【专题】应用题;运动和力;机械能及其转化;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关;据此判断动能和重力势能的变化;
(2)小球在滚动的过程中克服摩擦做功,机械能转化为内能;
(3)相互作用力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上;
(4)惯性是一切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性,一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:A、小球由A到B的过程中,高度变小,重力势能变小;由B到C的过程中,高度变大,重力势能变大,所以小球由A到B再到C过程中,重力势能先变小后变大,故A错误;
B、小球从B点运动到C点的过程中,小球克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球从B到C的过程中机械能不守恒,故B错误;
C、小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力是一对相互作用力,故C正确;
D、一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,小球最终停在D点,此时小球的惯性不变,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了势能和动能的相互转化、机械能守恒、相互作用力以及惯性的理解,属于基础性题目。
11.(2022 承德一模)许多人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点。下列有关卫星的说法中正确的是( )
A.卫星从近地点运行到远地点,势能不断转化为动能
B.卫星在运行过程中受力不平衡,但机械能总量恒定
C.卫星运行到远地点时若所有外力全部消失,卫星将静止不动
D.地球同步卫星相对于地球是运动的
【考点】机械能守恒条件;运动和静止的相对性;力与运动的关系;机械能的转化.
【专题】机械能及其转化;应用能力.
【答案】B
【分析】A、卫星从近地点运行到远地点,质量不变,速度减小,高度增高,动能减小,重力势能增大,动能不断转化为势能;
B、卫星在运行过程中只受地球的引力作用,但由于太空是真空的,所以卫星在运行过程中机械能总量恒定;
C、由牛顿第一定律可知,若所有外力全部消失,运动的物体将做匀速直线运动;
D、物体相对于参照物的位置没有发生变化,物体是静止的。
【解答】解:
A、卫星从近地点运行到远地点,质量不变,速度减小,高度增高,动能减小,重力势能增大,动能不断转化为势能,故A错误;
B、卫星在运行过程中只受地球的引力作用,受力不平衡,但由于太空是真空的,所以卫星在运行过程中机械能总量恒定,故B正确;
C、由牛顿第一定律可知,卫星运行到远地点时若所有外力全部消失,卫星将做匀速直线运动,故C错误;
D、地球同步卫星与地球的相对位置没有发生变化,相对于地球是静止的,故D错误。
故选B。
【点评】本题考查机械能转化、机械能守恒、运动和静止的相对性等知识,综合性强,难度适中。
12.(2022 威县模拟)成语“水滴石穿”比喻力量虽小,但只要坚持,功到自然成。下列说法中正确的是( )
A.水滴改变了石头的运动状态
B.水滴下落过程中重力没有对水滴做功
C.水滴加速下落,受到一组平衡力作用
D.水滴加速下落,重力势能转化为动能
【考点】力是否做功的判断;机械能的转化;力的作用效果;力与运动的关系.
【专题】应用题;运动和力;功、功率、机械效率;机械能及其转化;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
(2)做功的两个必要条件:有力作用在物体上,物体在力的方向上通过距离。
(3)在平衡力作用下物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
(4)判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量。
【解答】解:A、“水滴石穿”说明力改变了石头的形状,故A错误;
B、水滴下落过程中,水滴在重力的作用下沿重力方向移动了距离,重力对水滴做了功,故B错误;
C、水滴在加速下落的过程中,受到重力和空气的阻力,重力大于阻力,受到非平衡力的作用,故C错误;
D、水滴加速下落时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了力的作用效果、力是否做功的判断、力和运动的关系、动能和重力势能的转化等知识的应用,难度不大。
13.(2021 丰润区一模)推理是学习理化知识的一种重要方法。下列推理合理的是( )
A.酸雨中含有酸,所以引起酸雨的二氧化硫和二氧化氮都是酸
B.同种元素的原子和离子中质子数相同,所以质子数相同的粒子一定属于同种元素
C.对物体做功,需要对物体施加力,所以只要物体受到了力,该力就一定对物体做功
D.在水平面上运动的小车,受到的阻力越小,运动距离越远,所以如果小车不受阻力,将一直运动下去
【考点】力是否做功的判断;力与运动的关系.
【专题】应用题;运动和力;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)根据物质的种类来分析;
(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素;
(3)根据力与做功的关系来分析;
(4)根据运动与力的关系来分析。
【解答】解:A、二氧化硫和二氧化氮是氧化物,不是酸,故A错误;
B、质子数相同的粒子不一定属于同种元素,例如水分子和氖原子质子数都是10,不属于同种元素,故B错误;
C.物体受到力,该力不一定对物体做功,故C错误;
D.运动的小车在水平面上受到的阻力越小,滑行距离越远,所以小车不受阻力作用,运动状态不会改变,将一直运动下去,故D正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,解答此类题时要根据不同知识的特点类推,不能盲目类推,并要注意知识点与方法的有机结合,做到具体问题能具体分析。
14.(2023 桃城区三模)2023年1月26日,世界乒乓球职业大联盟(WTT)支线赛多哈站结束,中国队包揽了五个单项冠军,如图是我国运动员在比赛中高抛发球时的情景,则下列有关说法正确的是( )
A.乒乓球在上升过程中,重力势能转化为动能
B.乒乓球从最高点下落的过程中,重力势能减少,动能变大,机械能保持不变
C.乒乓球落向桌面,撞击桌面时,动能转化为弹性势能
D.乒乓球离开球拍恢复原状的过程中,动能转化为重力势能
【考点】动能和势能的转化;机械能的转化.
【专题】机械能及其转化;理解能力.
【答案】C
【分析】物体由于运动而具有的能叫动能,其大小与物体的质量和速度有关,物体的质量越大、速度越大,动能越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其大小与物体的质量和高度有关,物体的质量越大、高度越大,重力势能越大;机械能为动能和势能的和。
【解答】解:A.乒乓球在上升过程中,高度增加,重力势能增加;速度减小,动能减小,动能转化成重力势能,故A错误;
B.乒乓球从最高点下落的过程中,质量不变,速度变大,动能变大;质量不变,高度变小,重力势能减少;由于乒乓球克服空气的阻力做功,机械能转化为内能,机械能减小,故B错误;
C.乒乓球落向桌面,撞击桌面时,球的速度变慢,即其动能变小,同时球会随之发生弹性形变,且形变程度逐渐变大,即弹性势能变大,故该过程是动能转化为弹性势能的过程,故C正确;
D.乒乓球离开球拍恢复原状的过程中,弹性势能转化为动能,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了机械能的转化,难度不大。
15.(2022 秦皇岛模拟)如图为2022年北京冬奥会中的部分项目,下列说法正确的是( )
A.跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C.花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是平衡力
【考点】力是否做功的判断;物体运动状态变化的判断;惯性与惯性现象;平衡力与相互作用力的辨别.
【专题】应用题;社会热点综合题;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),二者缺一不可;
(2)力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
(3)任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原运动状态不变的性质;
(4)相互平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:
A、跳台滑雪运动员在下落过程中,运动员在重力的方向上通过了距离,所以重力对运动员做功,故A正确;
B、短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动的方向发生了变化,所以运动状态改变,故B错误;
C、花样滑冰运动员向前滑行,是由于运动员具有惯性,惯性是一种性质,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力的方向是相同的,所以不是平衡力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了做功的条件、运动状态的改变、惯性、平衡力的辨别,具有一定的综合性,但难度不大,掌握基础知识即可顺利解答。
二.填空题(共8小题)
16.(2021 桥东区模拟)如图所示为某园区内一家公司自主研发的配送机器人,该机器人能够自主导航、自主坐电梯、绕开动态障碍物等,将餐食送达指定地点。电梯匀速上升时,机器人的机械能将 增大 ;餐食被取走后,机器人沿水平地面匀速返回的过程中,地面对它的摩擦力与之前相比将 减小 (后两空选填“增大“减小”或“不变”)。
【考点】机械能的概念;摩擦力大小的影响因素.
【专题】应用题;重力、弹力、摩擦力;机械能及其转化;应用能力.
【答案】增大;减小。
【分析】物体具有的机械能是指动能和势能的总和;
影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度,接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大。
【解答】解:电梯匀速上升时,机器人的质量大小不变,速度不变,高度变高,所以动能不变,重力势能增大,所以机械能增大;
餐食被取走后,机器人沿水平地面匀速返回的过程中,接触面的粗糙程度不变,但是机器人对地面的压力减小,所以摩擦力减小。
故答案为:增大;减小。
【点评】本题主要考查了机械能和摩擦力大小的影响因素,题目难度不大。
17.(2022 新华区校级一模)2019年09月28日中国女排10战10胜提前夺得世界杯冠军,中国队成为世界杯历史上第一支五冠王球队,称霸世界。比赛中朱婷屡屡扣球成功,扣球后排球在重力作用下加速落向地面,说明力可以改变物体的 运动状态 ;朱婷扣球时,身体上升过程中动能转化为 重力势能 ;此时以球网为参照物,球员是 运动 的。
【考点】动能和势能的转化;运动和静止的相对性;力的作用效果.
【专题】应用题;长度、时间、速度;运动和力;机械能及其转化;应用能力.
【答案】运动状态;重力势能;运动
【分析】(1)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状、二是改变物体的运动状态;
(2)动能与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和高度有关;
(3)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
【解答】解:
(1)球在重力作用下加速落向地面,球的速度大小发生了变化,即运动状态发生了改变,是力改变了球的运动状态;
(2)朱婷在上升过程中,质量不变,朱婷的速度减小,动能减小;质量不变,高度增大,重力势能增大,动能转化成了重力势能;
(3)以球网为参照物,朱婷的位置与球网之间发生了改变,所以是运动的。
故答案为:运动状态;重力势能;运动。
【点评】此题借助排球运动考查相关的物理知识,注重了物理和生活的联系,在平时要养成多观察、多思考的习惯。
18.(2022 新华区校级模拟)2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号火箭在酒泉发射,火箭加速上升的过程中载人飞船的机械能 变大 (选“变大”“变小”或“不变”),以火箭为参照物,载人飞船是 静止 的。
【考点】机械能的概念;运动和静止的相对性.
【专题】运动和力;应用能力.
【答案】变大;静止。
【分析】影响动能的因素是物体的质量与速度,影响重力势能的因素是物体的质量与高度,动能和势能统称机械能;
判断一个物体是静止还是运动的,需要先选定一个假定不动的标准,看物体的位置相对于这个标准是否发生了变化。
【解答】解:火箭加速上升的过程中,载人飞船的质量不变,速度变大,动能变大,高度增加,重力势能变大,故机械能变大;
以火箭为参照物,载人飞船的位置没有发生相对变化,是静止的。
故答案为:变大;静止。
【点评】此题考查了机械能的概念、运动和静止的相对性,属于基础知识。
19.(2021 保定模拟)如图所示为游乐园的过山车运行的情境,过山车从高处加速滑下的过程中,它的重力势能 减少 ,动能 增加 (选填“增加”或“不变”或“减少”)。
【考点】动能和势能的转化.
【专题】应用题;机械能及其转化;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
【解答】解:过山车从高处加速滑下的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减少;质量不变,速度变大,则过山车的动能增加。
故答案为:减少:增加。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素,要学会利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
20.(2022 邢台一模)中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。“歼﹣10”战机在加油过程中,与加油机沿同一方向以相同的速度水平飞行如图所示,若以 地面 为参照物,认为加油机是运动的。给“歼﹣10”战机加油过程中,战机的机械能 增大 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。
【考点】机械能的概念;参照物及其选择.
【专题】应用题;运动和力;机械能及其转化;应用能力.
【答案】地面;增大。
【分析】(1)研究物体的运动时,必须事先选定一个标准的物体,这个事先被选作标准的物体叫参照物。如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生了改变,则是静止的。
(2)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
根据影响重力势能和动能的因素分析能量变化,再根据机械能等于动能加势能来最终做出判断。
【解答】解:(1)空中加油机在加油的过程中,以地面为参照物,加油机与地面的位置发生变化,加油机是运动的。
(2)给“歼﹣10”战机加油过程中,战机的质量增大,速度不变,动能增大;质量增大,高度不变,重力势能增大,所以机械能增大。
故答案为:地面;增大。
【点评】此题主要考查学生对运动和静止的相对性、影响机械能大小的因素等知识的理解和应用,难度不大。
21.(2023 秦皇岛一模)2021年8月5日,中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军,如图甲所示,在下落过程中忽略空气阻力,全红婵只受 重 力作用,她的重力势能转化为 动 能。2022年2月16日,中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军,如图乙所示,他离开大跳台后由于 惯性 仍能在空中继续“飞行”。
【考点】动能和势能的转化;重力的概念;惯性与惯性现象.
【专题】运动和力;理解能力.
【答案】重;动;惯性。
【分析】(1)动能的大小与速度和质量有关,重力势能的大小与质量和高度有关,据此判定能量的转化;
(2)一切物体在任何时候都有惯性,惯性是物体本身具有的一种保持原来运动状态不变的性质。
【解答】解:在下落过程中忽略空气阻力,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能;
运动员离开大跳台后,由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能在空中继续飞行。
故答案为:重;动;惯性。
【点评】本题考查了动能、重力势能之间的变化及惯性,关键是对各自影响因素和受力情况的分析。
22.(2023 新华区校级模拟)如图所示,斜面与水平面在M点相连,弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后最高点返回到T点。小物块从P向M运动过程中,机械能 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能 最大 (选填“最大”或“最小”);小物块到达T点时,机械能 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)零。
【考点】动能和势能的转化;机械能的概念;势能大小的比较.
【专题】机械能及其转化;应用能力.
【答案】变小;最大;大于。
【分析】(1)影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;
影响重力势能大小的因素:质量、高度,即物体的质量越大,高度越高,其重力势能越大。
(2)影响弹性势能的因素:弹性形变的程度,形变程度越大,其弹性势能越大。
(3)机械能包括动能和势能。
【解答】解:分析题意可知,物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后最高点返回到T点,此时物块静止在T点(在P点的下方),则此时物块受到向上的静摩擦力作用,说明斜面是粗糙的;所以,小物块从P向M运动过程中,由于受到摩擦力的作用,一部分机械能会转化为内能,所以小物块的机械能变小。
弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大,所以此时弹簧的弹性势能最大。
由于T点在水平面的上方,因此物块静止在T点时相对水平面具有重力势能,所以物块的机械能(即动能与重力势能的和)大于零。
故答案为:变小;最大;大于。
【点评】本题考查了势能的大小比较以及对机械能变化的判断,解答此题的关键是分析得出斜面是粗糙的,物块向下运动时受到摩擦力的作用。
23.(2023 安次区校级模拟)如图所示,将一个重为10N的木块沿斜面匀速向上拉至顶端,用时10s,拉力为8N,斜面长10m,斜面高5m。则拉力做功为 80 J,克服重力做功为 50 J,拉力的功率为 8 W。
【考点】功率的计算及公式的应用;功的计算和公式的应用.
【专题】计算题;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】80;50;8。
【分析】(1)知道斜面长和拉力的大小,可利用公式W=Fs计算出拉力做功;
(2)知道物体的重力和斜面的高度,可利用公式W=Gh计算克服重力做功;
(3)利用P=求拉力做功的功率。
【解答】解:(1)因为斜面长度为s=10m,拉力为F=8N,
所以拉力做功:W总=Fs=8N×10m=80J;
(2)木块重力G=10N,斜面高h=5m,
克服重力做功:W有=Gh=10N×5m=50J;
(3)拉力做功的功率:P===8W。
故答案为:80;50;8。
【点评】本题考查使用斜面时功和功率的计算,要注意力与距离的对应关系。
三.实验探究题(共3小题)
24.(2022 承德一模)给你两个空易拉罐、一根吸管、一些橡皮筋、一个小铁块、一些细线、剪刀,能做出哪些蕴含物理知识的小制作呢?
(1)小华同学做了一个能自动回转的“魔罐”,如图所示,在一个易拉罐的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入易拉罐中,橡皮筋两端穿过小洞固定起来。当你将易拉罐从不太陡的斜面滚下时,易拉罐滚下斜面后停下来,接着会出现的现象是 滚上斜面 ;这是因为滚下时易拉罐和铁块的动能先转化为橡皮筋积蓄的 弹性势 能,之后又转化为易拉罐和铁块的动能。
(2)请你用给出的实验器材设计一个实验探究流体流速与压强的关系:实验设计及过程(可画图说明并有适当的文字注释): 见解析 ;实验结论: 见解析 。
【考点】机械能的转化;实验 研究气体流速与压强的关系.
【专题】机械能及其转化;应用能力.
【答案】(1)滚上斜面;弹性势;(2)见解析;见解析。
【分析】(1)易拉罐从不太陡的斜面滚下时,易拉罐和铁块重力势能转化为动能及橡皮筋的弹性势能,易拉罐滚下斜面后停下来,易拉罐和铁块重力势能和动能全部转化为橡皮筋的弹性势能,则然后橡皮筋的弹性势能又转化为易拉罐和铁块的动能及重力势能,据此分析。
(2)流体包括液体和气体,气体压强变化及流速变化不易直接观察,可选择将两张纸拿起悬在半空中,使其平行自然下垂,然后用力向这两张纸中间吹气。
【解答】解:
(1)易拉罐从不太陡的斜面滚下时,易拉罐和铁块重力势能转化为动能及橡皮筋的弹性势能,易拉罐滚下斜面后停下来,易拉罐和铁块重力势能和动能全部转化为橡皮筋的弹性势能,则然后橡皮筋的弹性势能又转化为易拉罐和铁块的动能及重力势能,所以会向回滚上斜面。
(2)实验器材:两张薄纸片。
实验过程:将两张纸拿起悬在半空中,使其平行自然下垂,然后用力向这两张纸中间吹气。如图所示
实验现象:两张纸向中间靠拢。
实验结论:流体在流速大的地方压强小。
故答案为:(1)滚上斜面;弹性势;(2)见解析;见解析。
【点评】本题考查能量转化、流体压强与流速的知识,综合性强,难度适中。
25.(2021 遵化市模拟)小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时,选用下列实验器材:一块厚泡沫,三个相同的铁钉,三个铝块A、B和C(质量为mA=mB<mC),他做了如下实验:将铁钉插入泡沫的相同深度,分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉,铁钉进入泡沫如图所示。
(1)在这个实验中,可以通过观察 铁钉插入泡沫的深度 来比较铝块重力势能的大小。
(2)甲、乙实验说明 在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大 ;比较 甲、丙 实验的情况,说明铝块位置相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
(3)分析上述实验,得出的结论是: 物体的高度越高、质量越大 ,它的重力势能越大。
【考点】探究影响物体势能大小的因素.
【专题】实验题;机械能及其转化;分析、综合能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)实验中用铁钉插入泡沫的深度来反映重力势能大小,铁钉陷入越深,铝块重力势能越大;
(2)(3)重力势能跟质量和被举的高度有关,探究重力势能跟质量关系时,控制被举的高度相同;探究重力势能跟被举高度关系时,控制质量相同;根据图片中的信息得出结论。
【解答】解:(1)本实验中铝块重力势能的大小无法直接观察,我们是通过观察比较铁钉插入泡沫的深度来间接比较的,这是转换法的应用;
(2)甲、乙实验中,两铝块质量相同,铝块被举的越高,铁钉插入泡沫的深度越深,重力势能越大,所以得到的结论是:在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大;
探究重力势能的大小与质量的关系时,需要控制下落的高度相同,铝块的质量不同,故需要对比甲、丙两次实验;
(3)分析上述实验可知,物体的高度越高、质量越大,它的重力势能越大。
故答案为:(1)铁钉插入泡沫的深度;(2)在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大;甲、丙;(3)物体的高度越高、质量越大。
【点评】掌握重力势能大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究重力势能大小各因素之间的关系。
26.(2023 晋州市模拟)在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图中①②③所示:
(1)让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,可使小车到达水平面时的速度相同,小车每次都滑到水平面上运动,小车在竖直方向上受到的重力和 支持力 是一对平衡力,其作用效果相互抵消,相当于小车只受阻力的作用;
(2)分析小车运动情况可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 。进一步推理分析得出,若小车不受任何力,将 匀速直线运动 ,说明力 不是 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因;
(3)完成上面的实验后,同学们还想探究“物体的动能与哪些因素有关”,实验过程如图中④⑤所示,让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,这是探究小车的动能和 速度 的关系;实验中通过 木块移动的距离 (选填“小车移动的距离”、“木块移动的距离”或“木块移动的速度”)来判断其动能的大小。
【考点】探究影响物体动能大小的因素;探究阻力对物体运动的影响.
【专题】实验题;运动和力;实验基本能力.
【答案】(1)支持力(2)慢;匀速直线运动;不是(3)速度;木块移动的距离。
【分析】(1)小车每次都滑到水平面上运动,小车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力;
(2)小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小越慢;根据牛顿第一定律分析小车不受任何力的运动状态;
(3)同一小车保证了质量相同,从斜面的不同高度滑下,到达水平面时的速度不同,木块被撞后移动的距离越远,推力做功越多,就可以说明木块的动能越大,根据控制变量法分析即可。
【解答】解:(1)让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下,这样小车在进入平面时的运动速度相同,小车每次都滑到水平面上运动,小车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,其作用效果相互抵消,相当于小车只受阻力的作用;
(2)由实验现象可知,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;
若小车不受任何力,将匀速直线运动,说明力不是维持物体运动的原因;
(3)让小车从斜面的不同高度滑下,那么小车到达水平面时的速度就不同,小车推动木块做功,木块运动距离越远,做功越多,动能越大,所以根据控制变量法可得结论是:当质量一定时,物体动能的大小与物体的速度有关,故是探究动能和速度的关系。
故答案为:(1)支持力(2)慢;匀速直线运动;不是(3)速度;木块移动的距离。
【点评】本题探究阻力对物体运动的影响实验,考查控制变量法、推理法的运用,是一道综合题。